Grond is die mees fundamentele hulpbron vir die produsent waarsonder voedsel en natuurlike vesel nie geproduseer kan word nie. Hierdie artikel vorm deel van ‘n reeks om hierdie hulpbron toe te lig.
Organiese materiaal maak slegs ‘n klein fraksie van die grond uit en in die meeste saaigebiede van Suid-Afrika is hierdie fraksie besonder klein (<1%). Hierdie artikel poog om die effek van organiese materiaal op die fisiese grondeienskappe in Suid-Afrikaanse grond in perspektief te stel.
Vlakke van organiese materiaal
Vergeleke met die vlakke van organiese humus in die natter saaigebiede van die wêreld, is die humusvlakke van die tipiese saaigrond van Suid-Afrika wesenlik laer. In wêreldterme word daar gemaklik van organiese koolstofvlakke van 1% of 2% en tot meer as 10% gepraat.In Suid-Afrika praat ons selde van 1% en merendeels van minder as 0,5%. Die tipiese natuurlike organiese koolstofvlakke van die saaigrond in die Vrystaat, Noordwes Provinsie en Mpumalanga is 0,1% tot 0,5%. In die meeste gevalle verteenwoordig dit tot minder as 50% van die oorspronklike (onbewerkte) vlakke. Verder is die toestande vir die afbraak en mineralisasie van organiese materiaal in grond baie gunstig omdat die grootste gedeelte van Suid-Afrika ‘n semi-ariede klimaat, somerreënval en warm somers het.
Die droë semi-ariede klimaat beperk die groei van plante en derhalwe die produksie van organiese materiaal (vergelyk Suid-Afrika se 2 ton/ha – 4 ton/ha mielieproduksievlakke met die >8 ton/ha van die groot mieliestreke in die VSA). Dit verklaar dan ook die relatief lae vlakke waarby die toevoeging en afbraak van organiese materiaal in Suid-Afrikaanse grond ekwilibrium bereik. In die vogtiger en koeler oostelike streke van die land word dikwels hoër humusvlakke aangetref. Die effek van hoë organiese materiaalvlakke, waarvan in handboeke geskryf word, moet daarom versigtig in Suid-Afrika geïnterpreteer en toegepas word.
Effek van organiese materiaal op fisiese grondeienskappe
Die wetenskap van organiese materiaal in grond is in die vorige twee uitgawes in meer detail bespreek. Vervolgens word die effek van organiese materiaal meer op die fisiese grondeienskappe onder Suid-Afrikaanse toestande toegepas.
Struktuur
Grondstruktuur verwys na die natuurlike aggregasie (saambinding) van individuele gronddeeltjies om groter sekondêre aggregate of kluite te vorm. In kleigrond speel die swel-en-krimpeienskappe van die grond ‘n groot rol om aggregate te vorm en dus het kleigrond dikwels ‘n sterk krummel- of blokstruktuur. In apedale (struktuurlose) grond, wat meestal meer sanderig is, ontbreek hierdie swel-en-krimpeienskappe grootliks en is die gronddeeltjies los van mekaar (byvoorbeeld seesand). Sanderige grond is dus tipies vatbaar vir winderosie en soms ook vir watererosie.
Die teenwoordigheid van organiese materiaal in grond dien as voedingsbron vir grondmikro-organismes en ander groter ongewerweldes soos erdwurms. Sommige bakterieë skei polisakkariedes (langkettingsuikers) as ‘n soort water-onoplosbare gomkokon af, waarin hulle leef.
Hierdie polisakkariedes plak ‘n klompie gronddeeltjies in ‘n klein waterstabiele klontjie (mikro-aggregaat) saam vas. Hierdie mikro-aggregaat is nou waterstabiel en te swaar om deur wind weggewaai te word en sodoende word winderosie doeltreffend beheer. Swamme speel ‘n soortgelyke rol omdat die swamdrade die gronddeeltjies saambind.
Die ander kant van die muntstuk is degradasie van grondorganiese materiaal en struktuur. Die grootste oorsaak is grondbewerkingstelsels waarin grond omgekeer en deurlug word sodat die land “mooi rooi lê”. Grond met weinig mikrobes en mikro-aggregate, lê nou bo. Die uitwerking hiervan is dat die organiese materiaal in die deurlugte grond ingewerk word – dus uitstekende toestande vir die grondmikrobes om hierdie oorvloedige organiese materiaal vinnig te mineraliseer (na basiese plantvoedingstowwe af te breek).
Grondgebruikers is daarmee vertroud dat grond vir die eerste paar jaar nadat dit vir die eerste keer geploeg is (virgin soils), baie produktief is. Soos wat die organiese materiaal gemineraliseer word en derhalwe degradeer, kom daar ‘n punt waar die vrystelling van minerale voedingstowwe uit die organiese materiaal nie meer genoeg is om gewasse produktief te ondersteun nie. Hiermee saam kom dan ook struktuurdegradasie. Na ‘n bui reën ”blus” veral sandgrond (onvoldoende polisakkariedes) en vorm ‘n grondoppervlakkors. Die grond is nou uiters blootgestel aan wind- en watererosie. Om hierdie nadelige effek teë te werk, word die grond nou nat geploeg sodat tydelike struktuur deur die meganiese aksie gevorm word. Hierdie omstandighede is nou baie gunstig vir verdere vorming van gronddegradasie, naamlik verdigting (kompaksie).
Die bestuur van struktuurvorming in sandgrond en ander grond behels die gereelde toevoeging van organiese materiaal. Die ideaal is dat die organiese materiaal bo-op die grond gelaat word sodat dit met verloop van tyd in ‘n verrykte laag, vlak in en bo-op die grond kan opbou. Mikrobes help dan met die vorming van mikro-struktuureenhede in die boonste 2 cm – 3 cm van die grond. Gronddeeltjies word aanmekaar geplak en met swamdrade saamgebind. Die effek van swamdrade kan soms met die blote oog gesien word wanneer die boonste korsie versigtig opgelig word. ‘n Mens sien dan sandkorreltjies en mikro-aggregate wat aan die swamdrade rondswaai. Sodra die grond weer bewerk word (en veral omgeploeg word), word al hierdie voordele vernietig. Dit impliseer dus dat die praktyk om organiese misstowwe soos bees of hoendermis uit te strooi en in te ploeg en daardeur struktuur te vorm om wind-erosie te bekamp, weinig waarde dra. (Daar is al gesê dat slegs een bewerking genoeg is om die voordeel van vier jaar se organiese materiaal-akkumulasie te vernietig!)
Waterinfiltrasie
Waterinfiltrasie word gedefinieer as die beweging van water deur die grondoppervlakte in die grond in, sodat die water nie meer bo-op die grondoppervlakte lê of afloop nie. Die toevoeging van organiese materiaal om waterinfiltrasie te bevorder, is besonder betekenisvol en doeltreffend: Grond met gebrekkige oppervlakstruktuur “blus” wanneer reën daarop val. Die klein porieë waardeur water die grond moet infiltreer, word deur klei en slik in suspensie verstop. Die gevolg hiervan is dat water afloop en dus vir gewasproduksie verlore is.
Die ander kant van die muntstuk is hier soos volg: grond met ‘n stabiele oppervlaktestruktuur het meer en groter porieë vir water om deur te infiltreer. Die aggregate is ook stabiel en die porieë word dus nie deur klei en slik verstop nie. ‘n Teken hiervan is dat afloopwater uit lande skoon is en glad nie modderig nie. Voorts vertraag ‘n laag plantreste op die grond waterafloop, wat die water langer geleentheid bied om te infiltreer. Die praktyk om organiese materiaal jaar na jaar bo-op die grond te laat om waterinfiltrasie te bevorder, het dus ‘n gesonde grondkundige onderbou.
Suid-Afrikaanse toestande is van belang om die hoeveelhede plantmateriaal te bepaal. Om 0,5 ton/ha of 1 ton/ha organiese materiaal breedwerpig op die grond te strooi en dit dan in te ploeg, gaan geen noemenswaardige verskil aan die waterinfiltrasie maak nie. Sowat 4 ton/ha en meer wat bo-op die grond gelaat word, sal eers begin om ‘n verskil te maak, veral indien dit vir twee of drie jaar agtereenvolgend gedoen is.
Waterhouvermoë
Humusryke grond se waterhouvermoë is beter as dié van humusarm grond. Die effek daarvan is egter weglaatbaar klein omdat die organiese materiaalinhoud van Suid-Afrikaanse saaigrond relatief laag is. Die verskil in die waterhouvermoë tussen ‘n grond met 0,2% en 0,4% organiese koolstof, is so klein dat daar geen verskil vir die grondgebruiker is nie. Verder verteenwoordig dit slegs ‘n dun lagie grond aan die oppervlakte en vorm derhalwe ‘n klein persentasie van die grondprofiel.
Dreinering
Dreinering verwys na die eienskap van sekere grondtipes, om ‘n oormaat water deur die profiel en onder uit die wortelsone uit te laat beweeg. Sodanige grond word as goedgedreineerde grondtipes beskryf. ‘n Voorbeeld hiervan is diep sandgrond. Hierdie eienskap is hoofsaaklik ‘n inherente grondeienskap en kan slegs teen groot koste met ‘n dreineerstelsel verbeter word. Organiese materiaal kan niks hieraan verander nie. Organiese materiaal kan hoogstens die profiel se struktuur verbeter sodat die water vinniger deur ‘n reeds goedgedreineerde profiel sal beweeg.
Verdamping
Die effek van plantreste bo-op die grond is dat dit die grond beskadu en sodoende die grondtemperatuur verlaag. Dit bring mee dat daar minder energie beskikbaar is om water na die dampvorm te laat oorgaan. Verder verminder dit ook die hoeveelheid lugbeweging direk op die grondoppervlakte, wat die verdampte waterdamp op die grond vashou en dus die dampdrukgradiënt verlaag en só verdamping verlaag. ‘n Laag plantreste bo-op die grond verlangsaam dus die tempo van waterverlies. Só byvoorbeeld sal ‘n bedekte profiel onder ‘n gegewe stel klimaatstoestande dalk vyf dae neem om tot op ‘n diepte van 100 mm uit te droog, terwyl die onbedekte profiel dalk binne twee dae droog sal wees.
Die beginsel is, beide stukke grond word droog en nadat beide tot op 100 mm uitgedroog het, is verdere uitdroging ‘n funksie van kapillêre aanvulling vanuit die dieper grondlae, wat ‘n baie stadige proses is (baie stadiger as die verdampingstempo). Daarna sal beide stukke grond ewe veel uitdroog – met of sonder plantreste. Daar is wel ‘n verdampingsvoordeel vir die grond met plantreste wanneer dit elke dag ‘n bietjie reën. Dit is omdat die kaal grond elke dag meer water laat verdamp voor die volgende aanvulling en kumulatief kan dit ‘n paar millimeter water verskil maak. Die vraag is egter of die jaarlikse verdampingsverliese, onder Suid-Afrikaanse semi-ariede toestande, betekenisvol anders met of sonder oesreste is, gegewe die gemiddelde oesopbrengste wat behaal word? Dit is waarskynlik so min dat die grondgebruiker nie die verskil in terme van ‘n verhoogde graanopbrengs sal agterkom nie. Met planttyd maak dit egter wel ‘n verskil omdat die planttoestande onder ‘n bedekking ‘n dag of twee langer gunstig bly.
Grondtemperatuur
Soos hierbo genoem, beskadu plantreste die grond en kom daar minder sonenergie op die grond, wat die grondtemperatuur verlaag. Omdat organiese materiaal die struktuurvorming bevoordeel, sal dit ook die hittegeleiding verlaag. Dit is omdat die kontak tussen gronddeeltjies minder is omdat die grondstruktuur minder massief is. Aan die ander kant maak humus die grondkleur donkerder wat potensieel meer sonenergie sal absorbeer, maar as dit met plantreste bedek is, sal die grond koeler wees, ten spyte van die donkerder kleur.
Samevatting
Op die keper beskou, het die toevoeging van organiese materiaal tot grond ‘n verskeidenheid voordele in terme van grondfisiese eienskappe vir die Suid-Afrikaanse landbouer. Hiervan is verhoogde waterinfiltrasie en die bekamping van wind- en watererosie die voordele met die grootste impak. In teendeel, dit is die doeltreffendste en mees volhoubare manier om grond teen erosie te beskerm. Die beperking van verdampingsverliese en bestuur van grondtemperatuur, is sekondêre voordele.
Vir meer besonderhede of navrae kontak Martiens du Plessis by:
Martiens du Plessis: 072 285 5414 / martiens@nwk.co.za
Prof Cornie van Huyssteen: 051 401 9247 / vanhuyssteencw@ufs.ac.za
Bronnelys
Brady, N.C. 1990. The nature and properties of soils. 10th ed. Macmillan publishing company:
New York.
Landtipe-opnamepersoneel. 2007. Landtipes van Suid-Afrika. LNR-Instituut vir Grond, Klimaat
en Water: Pretoria.
Van der Watt, HvH, van Rooyen, Theo H. 1990. A Glossary of Soil Science. Soil Science
Society of South Africa: Pretoria.
